تاثير دما و زمان اتصال بر ريزساختار و خواص مكانيكي اتصال TLP سوپرآلياژ IN-738LC ايجاد شده توسط فويل آمورف MBF-15

Effects of Bonding Temperature and Time on the Microstructure and Mechanical Properties of TLP Bonded IN-738LC Superalloy Using MBF-15 Amorphous Foil

در اين پژوهش اتصال سوپرآلياژ IN-738LC به روش فاز مايع گذرا با استفاده از فويل آمورف MBF-15 توليد شده به روش ريخته ريسي نوارهاي عريض مورد بررسي قرار گرفت. فرايند اتصال در دماهاي °C 1170-1130 و زمان­هاي 60-5 دقيقه تحت اتمسفر خلاء انجام شد. نتايج بررسي­هاي ريزساختاري نشان داد كه فازهاي يوتكتيك تشكيل شده در ناحيه انجماد غير همدما (ASZ)، ذرات بورايدي غني از نيكل و كروم و سيليسيد نيكل مي­باشند و رسوبات ريز سيليسيد نيكل در اثر تحول حالت جامد در حين سرد شدن در زمينه محلول جامد γ رسوب مي­كنند. رسوبات بورايدي و كربو بورايدي غني از كروم با مورفولوژي سوزني و بلوكي شكل در ناحيه متاثر از نفوذ (DAZ) مشاهده گرديد. ميزان فازهاي يوتكتيك و تركيبات تشكيل شده در ناحيه مركزي اتصال با افزايش زمان اتصال كاهش پيدا مي­كند. با انجام اتصال در دماي °C 1130 به مدت 30 دقيقه فرآيند انجماد همدما كامل شد اما برخلاف انتظار با افزايش دما به °C 1170، سرعت مرحله انجماد همدما كاهش پيدا كرد. با كامل شدن انجماد همدما و حذف تركيبات بين فلزي ترد در ناحيه مركزي اتصال، استحكام برشي افزايش پيدا كرد. تصاوير SEM سطح شكست برشي نمونه ­ها با انجماد همدماي كامل نشانگر شكست نرم و نمونه ­هاي داراي ناحيه انجماد غير همدما نشانگر شكست ترد بود.

In this research, the TLP bonding of IN-738LC nickel based superalloy was studied using MBF-15 amorphous foil produced by planar flow casting process. The bonding process was performed at 1130-1170 °C for 5-60 min under vacuum atmosphere. Microstructural examinations revealed that the eutectic phases formed in non-isothermal solidified zone (ASZ) are Nickel and Chromium rich borides and Nickel silicides. Nickel silicide fine precipitates forms within γ solid solution via solid state precipitation during cooling. The blocky and acicular Cr-rich boride and carboboride precipitates were observed at diffusion affected zone (DAZ). The fraction of center zone eutectic and intermetallic phases was decreased by an increase in the bonding time. It was found that isothermal solidification was completed by performing TLP process at 1130 °C for 30 min. However, the isothermal solidification rate was decreased with increasing of TLP bonding temperature up 1170 °C. The shear strength was increased by completing of an isothermal solidification stage and elimination of brittle intermetallic particles in centerline of the bonding zone. The SEM micrographs of shear fracture surfaces of the specimens with complete isothermal solidification showed ductile and specimens with athermal solidified zone showed brittle fracture